專利名稱：兩臺電動機(jī)的電動機(jī)控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及驅(qū)動電氣設(shè)備中負(fù)載的驅(qū)動器，以及結(jié)合了這種驅(qū)動器的電氣設(shè)備。它能用在洗衣設(shè)備如洗衣機(jī)或洗衣機(jī)-干洗機(jī)中，但是并不局限于使用在這樣的設(shè)備中。
電動機(jī)被廣泛地應(yīng)用在各種目的的設(shè)備中。在洗衣設(shè)備如洗衣機(jī)、洗衣機(jī)-干洗機(jī)和干洗機(jī)中，使用電動機(jī)來旋轉(zhuǎn)裝有衣物的滾筒。滾筒要求在一定速度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，從洗衣期間大約50rpm的相對較低旋轉(zhuǎn)速度到甩干期間1600rpm或更高的較快旋轉(zhuǎn)速度。在家用機(jī)器中，滾筒內(nèi)的洗衣負(fù)載可以是11kg或更重的負(fù)載。清楚地說，要求旋轉(zhuǎn)滾筒的電動機(jī)運(yùn)行在較寬范圍的條件下。典型地，電動機(jī)是由主電源供電的交流電動機(jī)。在歐洲，交流電動機(jī)常常是通用電動機(jī)。
眾所周知，在車用牽引電動機(jī)領(lǐng)域，根據(jù)特定時(shí)間車輛的速度和轉(zhuǎn)矩要求，采用在驅(qū)動串聯(lián)電動機(jī)并聯(lián)電動機(jī)之間切換的方式來驅(qū)動兩臺直流電動機(jī)。在串聯(lián)和并聯(lián)的兩種裝置中，電動機(jī)都是由直流電源供電驅(qū)動的。在英國專利No.1,422,161中示出了這種裝置的例子。
本發(fā)明尋求提供一種改進(jìn)的操作包括兩臺電動機(jī)的電氣設(shè)備的方法。
因此，本發(fā)明的第一個(gè)方面是提供一種驅(qū)動電氣設(shè)備中負(fù)載的驅(qū)動器，該驅(qū)動器包括連接電源的、其輸出被用于驅(qū)動負(fù)載的第一臺和第二臺電動機(jī)，以及用于在下列兩種結(jié)構(gòu)之間切換電動機(jī)的切換裝置，這兩種結(jié)構(gòu)是串聯(lián)結(jié)構(gòu)，其中電動機(jī)連接成串聯(lián)形式跨接在電源上，并由直流電源供電驅(qū)動；以及并聯(lián)結(jié)構(gòu)，其中電動機(jī)連接成并聯(lián)形式跨接在電源上，并由交流電源供電驅(qū)動。
這種裝置具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即在低速時(shí)吸收的電流是電動機(jī)并聯(lián)連接時(shí)所要求電流的一半，絕對電流諧波也相應(yīng)地減少。而且，在低速時(shí)，串聯(lián)連接電動機(jī)總的端電壓是并聯(lián)連接電動機(jī)的兩倍，使得觸發(fā)角較小(即較大的開啟周期)，這就減小了歸一化的諧波含量并改善了功率因數(shù)。電動機(jī)兩個(gè)電刷在直流時(shí)磨損不平衡，大大縮短了電動機(jī)的壽命。在高速時(shí)電刷磨損最厲害，此時(shí)切換到交流使得電刷磨損更平衡，因而延長了電動機(jī)壽命。
最好地，在串聯(lián)結(jié)構(gòu)中電源是交流電源，切換裝置切換跨接在交流電源上的整流器以提供直流電源。在功率開關(guān)器件(三端雙向可控硅開關(guān))被關(guān)斷期間，通過橋式整流器的空載電流在橋式整流器的直流側(cè)給出了比交流側(cè)更高的r.m.s.電流，并因此給出比正常能從給定的交流輸入電流中得到的轉(zhuǎn)矩更大的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩。這就具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，在低速時(shí)，與使用交流供電并給出相同輸出轉(zhuǎn)矩的電動機(jī)所要求的相比，可以指定更小疊片的電動機(jī)。還有，橋式整流器和相關(guān)元件的額定電流只需要等于電動機(jī)被串聯(lián)連接時(shí)的電流就行，從而減少了元件成本和尺寸。更進(jìn)一步，由于橋式整流器只在低速運(yùn)行期間散熱，所以需要較小的散熱片。在高速時(shí)從電路中切除橋式整流器意謂著，在這些條件下從電源側(cè)看是感性負(fù)載，并且觸發(fā)角被減小，這些一起減少了電源電流的諧波含量。
所說明的實(shí)施例表示了一種洗衣設(shè)備，其中電動機(jī)被用來旋轉(zhuǎn)裝有衣物的滾筒，但是本發(fā)明也可以應(yīng)用到其它形式的電氣設(shè)備中。
本發(fā)明的另一個(gè)方面是提供一種操作用于驅(qū)動電氣設(shè)備中的負(fù)載的驅(qū)動器的方法。
以下將參考附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明，其中

圖1是具有兩臺電動機(jī)的洗衣機(jī)的后視圖；圖2表示穿過圖1所示機(jī)器的剖面的部分示意圖；圖3A表示用于控制圖1機(jī)器中電動機(jī)的設(shè)備，該設(shè)備被安排來驅(qū)動直流供電的串聯(lián)電動機(jī)；圖3B表示用于在第一個(gè)方向上驅(qū)動負(fù)載的串聯(lián)電動機(jī)，圖3C表示用于在相反方向上驅(qū)動負(fù)載的串聯(lián)電動機(jī)；圖4A表示安排來驅(qū)動交流供電的并聯(lián)電動機(jī)的電動機(jī)控制設(shè)備；圖4B表示在電路中有全部定子繞組的并聯(lián)電動機(jī)，圖4C表示在電路中有部分定子繞組的并聯(lián)電動機(jī)；圖5表示在安全、無電源狀態(tài)下的電動機(jī)控制設(shè)備；圖6表示圖3A橋式整流器和電動機(jī)設(shè)備的等效電路圖；圖7A-7D表示當(dāng)安排來驅(qū)動如圖3A所示的串聯(lián)方式的電動機(jī)時(shí)，在控制設(shè)備中的各種量的波形；
圖8表示在圖3A、4A和圖5的電動機(jī)控制器內(nèi)部的功能框圖。
下述的實(shí)施例說明本發(fā)明如何可以應(yīng)用到洗衣機(jī)中。圖1和2表示洗衣機(jī)10，它包括在其中安置有靜止桶40的外殼12。滾筒50安裝在桶40內(nèi)部以便可以沿著軸80繞軸線85旋轉(zhuǎn)。桶40還由懸掛支柱90支撐在外殼12內(nèi)部。除了進(jìn)口21和出口22外，桶40是密封的。洗衣機(jī)10包括能以熟知的方式接收清潔劑的肥皂托盤20。至少一個(gè)水源進(jìn)口23與肥皂托盤20連通，并在洗衣機(jī)10使用環(huán)境中提供連接水源的合適裝置。在肥皂托盤20和桶40之間提供有導(dǎo)管21以引導(dǎo)水通過進(jìn)口23進(jìn)入桶40中。桶40具有安裝在滾筒50下面的集水池26。排水管28與集水池26連通，并將水引到出口30，通過出口30可以將水從洗衣機(jī)10中排出。提供泵42以使在洗衣機(jī)10完成洗衣循環(huán)的適當(dāng)階段將水從集水池26抽到出口30。
滾筒50是通過軸80安裝的，它可以繞軸線85旋轉(zhuǎn)。軸80以熟知的方式安裝在軸承18內(nèi)，使得桶40保持靜止而筒50可以繞軸80旋轉(zhuǎn)。兩臺電動機(jī)M1、M2被安裝在桶40較低的外表面上，每臺電動機(jī)具有輸出驅(qū)動軸33。將兩臺電動機(jī)的輸出功率組合起來驅(qū)動滾筒50。提供兩臺電動機(jī)而不是單臺高額定和重載的電動機(jī)具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即能在機(jī)器底座更均勻地分配電動機(jī)的重量。桶的軸80與變速箱(未表示出)連接，變速箱又與能繞軸線85旋轉(zhuǎn)的輪36(圖1中所示)連接。輪36的圓周表面具有能接受驅(qū)動皮帶38的深槽。驅(qū)動皮帶38環(huán)繞帶槽的輪36的上部表面和電動機(jī)M1、M2的被驅(qū)動輸出軸33，并且其長度在拉緊狀態(tài)下，牢固地繞著軸33和輪36。電動機(jī)驅(qū)動軸33具有脊形圓周表面，與驅(qū)動皮帶38內(nèi)表面上的相似脊形配合以便使驅(qū)動皮帶38相對于電動機(jī)驅(qū)動軸33的滑動減到最小。在使用中，電動機(jī)驅(qū)動軸33以相同的方向旋轉(zhuǎn)以使驅(qū)動皮帶38移動，引起輪36旋轉(zhuǎn)。輪36的旋轉(zhuǎn)通過變速箱被轉(zhuǎn)換成滾筒50的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。門66安裝在外殼12的前面板12a以便進(jìn)入滾筒50內(nèi)部。在洗衣周期開始前，通過門66可以將洗衣負(fù)載放入到滾筒50內(nèi)，而在清洗周期結(jié)束時(shí)，通過門66可以從滾筒50中將洗衣負(fù)載取出。
滾筒50可以是如圖2所示的單個(gè)滾筒，或者可以包含兩個(gè)這樣安裝的部分，即一個(gè)可以繞另一個(gè)旋轉(zhuǎn)。這種類型滾筒在國際專利申請WO99/58753中有更全面的說明。這些滾筒部分互相以相反的方向旋轉(zhuǎn)，即一個(gè)部分是順時(shí)針，另一個(gè)部分是反時(shí)針，但是它們還能以相同的方向旋轉(zhuǎn)。這就增加了滾筒內(nèi)衣物的攪拌。滾筒50以懸臂方式安裝在遠(yuǎn)離門66的桶40的桶壁上。在滾筒50的大小以可以基本上填充桶40的內(nèi)部。更具體地說，滾筒50具有從軸80向桶40延伸的圓柱形桶壁63的基本圓形的后壁63、從后壁63伸向桶40的前壁并基本平行于桶40的圓柱壁的基本呈圓柱形的壁61、以及從圓柱壁61伸向門66的基本呈環(huán)形的前面板64。在桶壁61、63、64與桶40之間允許有足夠的距離以防止當(dāng)滾筒50旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾筒50與桶40之間接觸。
現(xiàn)在將參考圖3A-5對控制電動機(jī)的設(shè)備進(jìn)行說明?？刂圃O(shè)備的主要元件是電動機(jī)M1和M2，橋式整流器BR，繼電器R1、R2、R3、R4，三端雙向可控硅開關(guān)TR和電動機(jī)控制器150。電動機(jī)M1和M2是普通的電動機(jī)并且具有相似的類型和額定值。電動機(jī)M1包括繞組110和電樞120，電動機(jī)M2包括繞組115和電樞125。如前面所述，這兩臺電動機(jī)的輸出驅(qū)動軸驅(qū)動皮帶，該皮帶通過變速箱，使洗衣機(jī)10的滾筒50根據(jù)洗衣周期的階段以適當(dāng)?shù)乃俣群头较蛐D(zhuǎn)。交流主電源與接線端101、102連接。當(dāng)兩臺電動機(jī)M1、M2以相同的速度運(yùn)行時(shí)，電動機(jī)控制器150可以監(jiān)視電動機(jī)M1、M2中任一臺的速度。電動機(jī)控制器150從轉(zhuǎn)速計(jì)T接收電動機(jī)M2指示速度的輸入，并發(fā)出控制信號來控制每個(gè)繼電器R1-R4的操作以及三端雙向可控硅開關(guān)TR。圖8表示了控制器150的內(nèi)部功能框圖。處理器180接收指示電動機(jī)實(shí)際速度的轉(zhuǎn)速計(jì)T的輸入，以及從機(jī)器上的其它傳感器如水溫傳感器來的輸入，以及從設(shè)備控制面板上操作控制的輸入。該處理器執(zhí)行由控制軟件185規(guī)定的控制程序。電動機(jī)控制器最好以微控制器的形式實(shí)現(xiàn)，該微控制器帶有存儲在其內(nèi)部或外部非易失存儲器器件中的程序。控制器可以以其它的方式實(shí)現(xiàn)，如全部用硬件，這些對于讀者是很明顯的而且往往在本發(fā)明的范圍內(nèi)。雖然這里表示了三端雙向可控硅開關(guān)，但是，任何其它類型的交流功率開關(guān)器件，如可控硅橋組合也可以代替三端雙向可控硅開關(guān)。
繼電器R1-R4具有以下目的●繼電器1連接/斷開交流電源到兩臺電動機(jī)M1、M2的一端，并斷開兩臺電動機(jī)M1、M2周圍的電路以阻斷任何再生電流。
●繼電器2正常情況下同時(shí)起到繼電器1的作用，在橋式整流器
BR中切換并將電動機(jī)M1、M2串聯(lián)連接。在故障情況下繼電器2將不動作，阻止再生電流通過橋式整流器。
●繼電器3與電動機(jī)場繞組110、115的全場位置111、116或抽頭場位置112、117任何一個(gè)相連接，以改變電動機(jī)M1、M2運(yùn)行速度。
●繼電器4通過將經(jīng)過兩臺電動機(jī)電樞繞組的電流反向來改變電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。
交流接線端101通過扼流圈105與橋式整流器BR連接，并且還與繼電器R1的接線端R12連接。橋式整流器BR的正輸出與繼電器R2的接線端R21連接。橋式整流器的負(fù)端與繼電器R2的接線端R23連接。橋式整流器BR另一個(gè)交流邊與繼電器R2的接線端R22、繼電器R1的接線端R11連接，并且還通過三端雙向可控硅開關(guān)TR和電動機(jī)保護(hù)器P與第二個(gè)交流接線端102連接。繼電器R1和R2可以在圖3A中所示的用于電動機(jī)M1、M2串聯(lián)運(yùn)行的位置與圖4A中所示的用于電動機(jī)M1、M2并聯(lián)運(yùn)行的位置之間切換。
在低速時(shí)，要求較高的轉(zhuǎn)矩來旋轉(zhuǎn)滾筒，為了使從主電源吸收的電流減到最小，將電動機(jī)串聯(lián)連接。此時(shí)，通過橋式整流器向電動機(jī)提供直流電流。這樣還有一個(gè)好處是，可能獲得比給定疊片尺寸的電動機(jī)以交流電源供電時(shí)可能獲得的轉(zhuǎn)矩更大的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩。在高速時(shí)，橋式整流器被從電路中切除，以便向電動機(jī)提供交流電流，并且將電動機(jī)并聯(lián)連接。這種方案帶來的優(yōu)點(diǎn)是●在低速時(shí)吸收的電流是電動機(jī)并聯(lián)連接時(shí)所要求的一半。
●在低速時(shí)，由于減小了吸收電流，使絕對電流諧波也減小。
●在低速時(shí)，串聯(lián)連接的電動機(jī)具有并聯(lián)連接電動機(jī)兩倍的接線端電壓，這樣給出較小的觸發(fā)角(即較大的開啟周期)，還能減少與總電流成比例的諧波含量，從而改善功率因數(shù)。
●在三端雙向可控硅開關(guān)關(guān)斷期間，流過橋式整流器的空載電流使橋式整流器的直流邊具有比交流邊更高的r.m.s.電流，因此，將獲得比正常情況從給定的交流輸入電流中期望得到的轉(zhuǎn)矩更大的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩。
●在低速時(shí)，與使用交流供電并要求給出相同輸出轉(zhuǎn)矩的電動機(jī)相比，可以指定更小疊片的電動機(jī)。
●由于在直流中電流流動方向是恒定的，所以從一個(gè)電刷轉(zhuǎn)移到換向器的碳比從其它電刷轉(zhuǎn)移的要多，結(jié)果使電刷磨損不平衡而使電動機(jī)過早出現(xiàn)故障，切換到交流的高速時(shí)，在該速度下產(chǎn)生更多的電刷磨損，由于兩個(gè)方向的電流流動會給出更平衡的電刷磨損，因而延長了電動機(jī)壽命。
●橋式整流器和相關(guān)的元件的額定電流只需要電動機(jī)被串聯(lián)連接時(shí)的電流，于是，減少了元件成本和尺寸。
●在一次循環(huán)中，橋式整流器散發(fā)的熱量大大減小，于是需要較小的散熱功率的散熱片。
●在高速時(shí)從電路中切除橋式整流器意謂著，在這些條件下從電源側(cè)看是感性負(fù)載，并且觸發(fā)角減小，這些一起減少了電源電流的諧波含量。
圖3B表示電動機(jī)串聯(lián)連接的效果。對于串聯(lián)運(yùn)行，在繼電器R2中，接線端R21與R25連接，而接線端R23與R26連接。還有，在繼電器R1中，接線端R11與R14連接，而接線端R12與R16連接。圖3C表示電動機(jī)被連接成反方向運(yùn)行。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，電動機(jī)控制器150發(fā)出控制信號使繼電器R4從它的第一個(gè)位置切換到第二個(gè)位置，從而使電流以相反方向流過串聯(lián)連接電動機(jī)的電樞繞組120、125。
圖4B表示全部定子繞組在電路中的電動機(jī)并聯(lián)連接的效果，而圖4C表示只有一部分定子繞組在電路中的電動機(jī)并聯(lián)連接的效果。對于并聯(lián)運(yùn)行，在繼電器R2中，接線端R22與R25連接，而接線端R24與R26連接。還有，在繼電器R1中，接線端R11與R13連接，而接線端R12與R15連接。繼電器R2的接線端R24直接與繼電器R1的接線端R13連接。
電機(jī)控制器150控制三端雙向可控硅開關(guān)TR在交流波形中特定點(diǎn)導(dǎo)通，即過零點(diǎn)后的一個(gè)相位角，稱為觸發(fā)角。一旦導(dǎo)通，三端雙向可控硅開關(guān)保持導(dǎo)通狀態(tài)直到電流變?yōu)榱?。通過改變?nèi)穗p向可控硅開關(guān)的觸發(fā)角，電動機(jī)控制器控制提供給電動機(jī)M1、M2的電功率。每個(gè)電動機(jī)保護(hù)器P都是熱斷器，在物理上位于電動機(jī)M1、M2內(nèi)，并且是交流接線端之間串聯(lián)連接的電氣組成部分。當(dāng)電動機(jī)M1、M2過熱時(shí)，相應(yīng)的電動機(jī)保護(hù)器P通過開路來切斷為電動機(jī)提供的電源而起作用。并不是所有設(shè)備都要求這樣的保護(hù)器。
繼電器R3將電源與電動機(jī)的定子繞組110、115的全磁場位置或抽頭磁場位置連接，以為電動機(jī)提供兩種不同的速度范圍。繼電器R3直接與繼電器R2連接。
洗衣機(jī)10執(zhí)行洗衣周期，其間滾筒50在大約為50rpm的低速時(shí)交替地以順時(shí)針和逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。這要求低轉(zhuǎn)速和高轉(zhuǎn)矩，并且電動機(jī)使用串聯(lián)結(jié)構(gòu)。在高速旋轉(zhuǎn)期間，當(dāng)需要滾筒以很高的速度在500-1600rpm的范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，電動機(jī)控制器150發(fā)出控制信號操作繼電器R1-R4動作以改為并聯(lián)結(jié)構(gòu)。這出現(xiàn)在由電動機(jī)的特性決定的速度下；典型的是在500rpm左右。首先使用抽頭磁場并聯(lián)結(jié)構(gòu)，當(dāng)要求電動機(jī)運(yùn)行在提供滿磁場的較高速度范圍時(shí)，電動機(jī)控制器150發(fā)出控制信號操作繼電器R3動作。電動機(jī)控制器150通過控制三端雙向可控硅開關(guān)TR的觸發(fā)角，確保在串聯(lián)運(yùn)行和并聯(lián)運(yùn)行之間平滑轉(zhuǎn)換。簡單地將繼電器切換到它們的新位置而不改變?nèi)穗p向可控硅開關(guān)的觸發(fā)角將導(dǎo)致施加到電動機(jī)M1、M2上的電壓突然加倍。因此，當(dāng)從串聯(lián)運(yùn)行切換到并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，電動機(jī)控制器150增大觸發(fā)角以向每臺電動機(jī)提供繼電器R1-R4操作之前和之后相似的有效電壓。由控制器150運(yùn)行的控制程序具體說明該設(shè)備應(yīng)該執(zhí)行什么步驟來執(zhí)行一個(gè)洗衣循環(huán)?？刂栖浖?85的部分是對于繼電器R1-R4和三端雙向可控硅開關(guān)TR是兩套控制設(shè)置串聯(lián)運(yùn)行的第一套160以及并聯(lián)運(yùn)行的第二套170。
在這個(gè)方案中，橋式整流器BR在低速運(yùn)行時(shí)被連接到電路中，而在高速運(yùn)行時(shí)被從電路中切除。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)電路中有整流橋時(shí)比沒有時(shí)的電刷磨損高得多(大約是兩倍)。由于主要的電刷磨損出現(xiàn)在高速運(yùn)行期間，這樣，在高速運(yùn)行期間將整流橋從電路中切除對電動機(jī)的壽命來說是很有好處的。在低速時(shí)，由于有空載電流流過整流橋，所以，對于給定的輸出轉(zhuǎn)矩，所要求的觸發(fā)角由于電路中有整流橋而增加很多。這是低速時(shí)的很大優(yōu)點(diǎn)。但是，整流橋電路的空載電流的優(yōu)點(diǎn)在高速時(shí)并不需要，而且較大的觸發(fā)角反而增大了諧波含量。因此，在高速時(shí)從電路中切斷整流橋改善了機(jī)器產(chǎn)生的諧波并降低了對功率因數(shù)矯正的要求。整流橋占由散熱片所散發(fā)熱量的相當(dāng)大的部分。當(dāng)電流加倍時(shí)，由于電動機(jī)并聯(lián)連接使得在高速時(shí)產(chǎn)生的熱量是最多的。切斷整流橋能消除該發(fā)熱影響，并減小所要求的散熱片尺寸和額定值。
圖5表示繼電器R1-R4的默認(rèn)狀態(tài)。這種狀態(tài)保證設(shè)備不被供電，整流橋被從電路中切斷，于是防止通過整流橋的再生制動。這也提供了針對三端雙向可控硅開關(guān)故障條件的保護(hù)，從而阻止了發(fā)生電源消失時(shí)對電動機(jī)的損壞。如果當(dāng)電動機(jī)運(yùn)行在高速時(shí)出現(xiàn)電源消失，那么在磁場繞組110、115中的剩磁將在電樞中產(chǎn)生emf，如果橋式整流器在電路中，則產(chǎn)生的emf將在電動機(jī)回路中產(chǎn)生電流，從而使磁場加強(qiáng)，更進(jìn)一步地增加電流，結(jié)果雪崩效應(yīng)將危害電動機(jī)、繼電器和整流橋。
為了更全面地說明該設(shè)備的運(yùn)行，圖6表示了橋式整流器BR和一臺電動機(jī)M1的表示，用電阻R、電感L和電壓源M來簡化表示電動機(jī)?？缃釉陔妱訖C(jī)上的電壓(Vm)包括跨接在電動機(jī)上的反emf(E)、跨接在電阻Rim上的電壓、和與電流的變化率成比例的跨接在電感(Ldim/dt)的電壓。
圖7A-7D表示在直流串聯(lián)運(yùn)行期間，四種不同量(三端雙向可控硅開關(guān)的輸出電壓Vs和電流Is，電動機(jī)電壓Vm和電流Im)的波形。圖7A表示了交流主電源電壓200和作用到整流橋的三端雙向可控硅開關(guān)輸出電壓210。三端雙向可控硅開關(guān)TR在主電源的每個(gè)半周期的觸發(fā)角α之后的時(shí)刻215被導(dǎo)通。圖7B表示在相應(yīng)的時(shí)間周期得到的電源電流Is，圖7C表示電動機(jī)的電壓Vm。圖7D表示電動機(jī)的電流Im。通過整流橋的空載電流以陰影區(qū)域220表示。這是由于跨接在電動機(jī)電壓上的電壓維持電動機(jī)中電流的電感L所引起的。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)技術(shù)人員可作各種變化，這些變化將落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于驅(qū)動電氣設(shè)備中的負(fù)載的驅(qū)動器，所述驅(qū)動器包括連接到電源的第一臺和第二臺電動機(jī)，電動機(jī)的輸出用于驅(qū)動負(fù)載；以及用于在下列結(jié)構(gòu)之間切換電動機(jī)的切換裝置串聯(lián)結(jié)構(gòu)，在其中電動機(jī)被連接成串聯(lián)形式跨接在電源上，并由直流電源驅(qū)動；以及并聯(lián)結(jié)構(gòu)，在其中電動機(jī)被連接成并聯(lián)形式跨接在電源上，并由交流電源驅(qū)動。
2.依據(jù)權(quán)利要求1的驅(qū)動器，其中，當(dāng)負(fù)載需要以低速驅(qū)動時(shí)，切換裝置以串聯(lián)結(jié)構(gòu)連接電動機(jī)，當(dāng)負(fù)載需要以高速驅(qū)動時(shí)，切換裝置以并聯(lián)結(jié)構(gòu)連接電動機(jī)。
3.依據(jù)權(quán)利要求1或2的驅(qū)動器，其中電源是交流電源，并且在串聯(lián)結(jié)構(gòu)時(shí)，切換裝置切換跨接在交流電源上的整流器以提供直流電源。
4.依據(jù)權(quán)利要求3的驅(qū)動器，在并聯(lián)結(jié)構(gòu)時(shí)，切換裝置從電路中切斷整流器。
5.依據(jù)前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求的驅(qū)動器，還包括用于在交流周期中將電源接通的電源切換裝置，以及用于控制功率開關(guān)器件觸發(fā)角的控制器，控制器被安排來當(dāng)在第一個(gè)和第二個(gè)結(jié)構(gòu)之間切換時(shí)，改變功率開關(guān)器件接通時(shí)間。
6.依據(jù)前面任何一個(gè)權(quán)利要求的驅(qū)動器，還包括當(dāng)電動機(jī)是串聯(lián)結(jié)構(gòu)時(shí)，用于使流過電動機(jī)的電流反向的裝置。
7.依據(jù)權(quán)利要求6的驅(qū)動器，其中切換裝置還包括連接在每臺電動機(jī)的電樞和轉(zhuǎn)子之間的切換裝置，該切換裝置可以在電流以第一個(gè)方向流過電動機(jī)的第一個(gè)結(jié)構(gòu)和電流以第二個(gè)方向流過電動機(jī)的第二個(gè)結(jié)構(gòu)之間運(yùn)行。
8.電氣設(shè)備，包括依據(jù)前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求的驅(qū)動器。
9.依據(jù)權(quán)利要求8的電氣設(shè)備，其形式是設(shè)備。
10.依據(jù)權(quán)利要求9的電氣設(shè)備，其形式是洗衣設(shè)備，其中，負(fù)載是用于容納待洗滌的物品的可旋轉(zhuǎn)的滾筒。
11.依據(jù)權(quán)利要求10的設(shè)備，其形式是洗衣機(jī)。
12.一種操作方法，用于操作驅(qū)動電氣設(shè)備中的負(fù)載的驅(qū)動器，該驅(qū)動器包括用于與電源連接的、其輸出被用來驅(qū)動負(fù)載的第一臺和第二臺電動機(jī)；以及切換裝置，所述方法包括操作切換裝置以便在下述兩種結(jié)構(gòu)之間切換電動機(jī)串聯(lián)結(jié)構(gòu)，在其中電動機(jī)被接成串聯(lián)形式跨接在電源上，并由直流電源驅(qū)動；和并聯(lián)結(jié)構(gòu)，在其中電動機(jī)被接成并聯(lián)形式跨接在電源上，并由交流電源驅(qū)動。
13.一種用于驅(qū)動電氣設(shè)備中的負(fù)載的驅(qū)動器，一種操作用于驅(qū)動電氣設(shè)備中的負(fù)載的驅(qū)動器的方法，或一種基本上如參考附圖所描述的電氣設(shè)備。
全文摘要
在電氣設(shè)備中的負(fù)載由兩臺電動機(jī)M1、M2驅(qū)動。切換裝置(R1、R2)在串聯(lián)結(jié)構(gòu)和并聯(lián)結(jié)構(gòu)之間切換電動機(jī)M1、M2，在串聯(lián)結(jié)構(gòu)中電動機(jī)M1、M2連接成串聯(lián)形式跨接在電源上并由直流電源驅(qū)動，而在并聯(lián)結(jié)構(gòu)中電動機(jī)M1、M2連接成并聯(lián)形式跨接在電源上并由交流電源驅(qū)動。在串聯(lián)結(jié)構(gòu)中，橋式整流器BR用于切換跨接的交流電源來為電動機(jī)M1、M2提供直流電源，而在并聯(lián)結(jié)構(gòu)中，整流器BR被從電路中切除。這種裝置可以用來驅(qū)動洗衣機(jī)的滾筒或一些其它設(shè)備中的負(fù)載。
文檔編號H02P5/60GK1419737SQ01807325
公開日2003年5月21日 申請日期2001年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月29日
發(fā)明者G·M·賴蒙迪 申請人:戴森有限公司